Při studiu informatiky je velká pozornost věnována studiu algoritmů a jejich typů. Bez znalosti základních informací o nich nemůžete napsat program ani analyzovat jeho práci. Studium algoritmů začíná ve školním kurzu informatiky. Dnes se budeme zabývat konceptem algoritmu, vlastnostmi algoritmu, typy.
Koncept
Algoritmus je určitý sled akcí, který vede k dosažení konkrétního výsledku. Při sestavování algoritmu je každá akce interpreta podrobně předepsána, což jej později přivede k vyřešení problému.
Poměrně často se v matematice k řešení určitých problémů používají algoritmy. Mnoho lidí tedy zná algoritmus pro řešení kvadratických rovnic s hledáním diskriminantu.
Vlastnosti
Před zvažováním typů algoritmů v informatice je nutné zjistit jejich základní vlastnosti.
Mezi hlavní vlastnosti algoritmů je třeba zdůraznit následující:
- Determinismus, tzn.jistota. Spočívá v tom, že každý algoritmus zahrnuje získání určitého výsledku pro dané počáteční.
- Produktivita. Znamená to, že pokud existuje řada počátečních údajů, po provedení řady kroků bude dosaženo určitého očekávaného výsledku.
- Hromadný charakter. Algoritmus napsaný jednou lze použít k vyřešení všech problémů daného typu.
- Diskrétnost. To znamená, že každý algoritmus lze rozdělit do několika fází, z nichž každá má svůj vlastní účel.
Metody psaní
Bez ohledu na to, jaké algoritmy počítačové vědy zvažujete, existuje několik způsobů, jak je napsat.
- Verbální.
- Formulativní-verbální.
- Grafické.
- Jazyk algoritmu.
Algoritmus je nejčastěji znázorněn ve formě blokového diagramu s použitím speciálních označení stanovených GOST.
Hlavní druh
Existují tři hlavní schémata:
- Lineární algoritmus.
- Algoritmus větvení nebo větvení.
- Cyklický.
Dále se podíváme na typy algoritmů v informatice, příklady, které vám pomohou porozumět podrobněji, jak fungují.
Lineární
Nejjednodušší v informatice je lineární algoritmus. Předpokládá posloupnost akcí. Uveďme nejjednodušší příklad algoritmu tohoto druhu. Říkejme tomu „školní sbírka“.
1. Vstáváme, když zazvoní budík.
2. Mytí nádobí.
3. Čistíme si zuby.
4. Cvičíme.
5. Oblékání.
6. Jídlo.
7. Obuj si boty a jdi do školy.
8. Konec algoritmu.
Algoritmus větvení
Při zvažování typů algoritmů v informatice si nelze nevzpomenout na strukturu větvení. Tento typ předpokládá přítomnost podmínky, za které, pokud je provedena, se akce provádějí v jednom pořadí a v případě selhání v jiném.
Vezměte si například následující situaci – chodec přechází silnici.
1. Blížíme se k semaforu.
2. Díváme se na semafor.
3. Musí být zelená (toto je podmínka).
4. Pokud je podmínka splněna, přejdeme silnici.
4.1 Pokud ne, počkejte, až se rozsvítí zelené světlo.
4.2 Přecházení silnice.
5. Konec algoritmu.
Cyklický algoritmus
Při studiu typů algoritmů v informatice bychom se měli podrobně věnovat cyklickému algoritmu. Tento algoritmus předpokládá část výpočtů nebo akcí, které se provádějí, dokud není splněna určitá podmínka.
Vezměte si jednoduchý příklad. Pokud je číselná řada od 1 do 100. Potřebujeme najít všechna prvočísla, tedy ta, která jsou dělitelná jednou a sama sebou. Nazvěme tento algoritmus „Prvočísla“.
1. Bereme číslo 1.
2. Zkontrolujte, zda je méně než 100.
3. Pokud ano, zkontrolujte, zda je toto číslo prvočíslo.
4. Pokud je podmínka splněna, zapište si ji.
5. Bereme číslo 2.
6. Zkontrolujte, zda je méně než 100.
7. Zkontrolujte, zda je to jednoduché.
…. Vezměte si číslo 8.
Zkontrolujte, zda je menší než 100.
Kontrola, zda je číslo prvočíslo.
Ne, přeskočte.
Vezměte si číslo 9.
Proto opakujte všechna čísla až do 100.
Jak vidíte, kroky 1-4 se budou několikrát opakovat.
Mezi cyklickými algoritmy jsou algoritmy s předběžnou podmínkou, kdy je podmínka kontrolována na začátku cyklu, nebo s postpodmínkou, kdy kontrola probíhá na konci cyklu.
Další možnosti
Algoritmus lze kombinovat. Může tedy být cyklický a rozvětvený zároveň. V tomto případě se v různých segmentech algoritmu používají různé podmínky. Takové složité struktury se používají při psaní složitých programů a her.
Zápis v blokovém schématu
Zvažovali jsme, jaké typy algoritmů jsou v informatice. Ale nemluvili jsme o tom, jaké symboly se používají v jejich grafickém záznamu.
- Začátek a konec algoritmu jsou zapsány v oválném rámečku.
- Každý tým je upevněn v obdélníku.
- Podmínka je napsána v kosočtverci.
- Všechny části algoritmu jsou propojeny pomocí šipek.
Závěry
Zvažovali jsme téma "Algoritmy, typy, vlastnosti". Informatika věnuje hodně času studiu algoritmů. Používají se při psaní různých programů jak pro řešení matematických problémů, tak pro tvorbu her a různých druhů aplikací.
